CMS publica la búsqueda del Higgs en el canal bb usando datos de 2012

Quizás esta figura solo tendrá interés para los físicos, aunque espero que también llame la atención de algún lector de este blog que haya seguido mis últimas entradas sobre el Higgs. Se trata de la figura de exclusión para el Higgs en el canal H→bb (la desintegración de un Higgs en un par de quarks bottom). El 4 de julio se publicó esta figura solo con datos de 2011 y ahora se han añadido los datos de 2012, junto con el reanálisis de los de 2011. La línea negra continua sigue bastante bien la curva roja a trazos, obtenida inyectando la señal del Higgs mediante métodos de Montecarlo. El canal bb en CMS muestra una clara señal del Higgs, aunque, por supuesto, sigue sin ser sensible al Higgs pues la línea negra no baja de la unidad en ningún punto y no lo será hasta diciembre. Esta nueva figura es lo más interesante que se ha publicado en la charla de hoy de Giovanni Petrucciani (UCSD, on the behalf of the CMS Collaboration), “SM Higgs searches: CMS,” Implications of LHC results for TeV-scale physics, CERN, July 13-17, 2012 [slides]; por cierto la transparencia aparece como de pasadillo al final de la charla, pero ya fue presentada en David Lopes Pegna, “Search for the SM Higgs Boson decaying to bb at CMS,” ICHEP 2012, 7 July 2012.

Por ahora hay pocos datos, pero con la ampliación de 3 meses en las colisiones protón-protón en el LHC se espera poder acumular un total de 30 /fb de datos (2011+2012) con lo que el canal bb dará una información muy interesante sobre el bosón de Higgs.

Los interesados en la búsqueda del Higgs BSM, tanto MSSM, NMSSM, como otros, disfrutarán de las charlas de Nikolaos Rompotis, “Beyond SM Higgs searches @ ATLAS,” 13-17 July 2012, CERN, y de Vladimir Rekovic, “Beyond Standard Model Higgs Searches at CMS,” 13-17 July 2012, CERN. No hay nada que contar, pues ninguno de los dos (ni ATLAS ni CMS) ha visto señal alguna de un bosón de Higgs más allá del modelo estándar. Pero ambos conferenciantes nos recuerdan que debemos estar atentos, por si acaso. Por ahora no tengo mucho más que contar, así que os dejo algo que iba a publicar en otra entrada, pero que adelantaré aquí, por contar algo…

Este vídeo de youtube nos muestra, vía la combinación oficiosa de Philip Gibbs (blog viXra) cómo han ido acumulándose datos hasta lograr el descubrimiento del bosón de Higgs. Recomiendo quitar el sonido o bajar el volumen. El sábado 7 de julio fue el día del Higgs en el congreso ICHEP 2012 que está teniendo lugar en Melbourne, Australia. No se presentó nada realmente interesante o novedoso ni en el LHC (CMS y ATLAS) como en el Tevatrón (CDF y DZero).

Quizás conviene acabar explicando cómo se interpretan las figuras de exclusión para la masa del Higgs. La figura muestra el cociente σ/σSM, es decir, la probabilidad de producir una partícula del tipo del bosón de Higgs (escalar neutra) observada en los datos dividida entre la probabilidad teórica según el modelo estándar de producir la partícula de Higgs. La línea roja con valor igual a la unidad corresponde al 95% CL, es decir, un bosón de Higgs debe mostrarse como un pico por encima de esta línea. La línea discontinua negra representa la predicción del modelo estándar para la hipótesis de que no existe el bosón de Higgs, llamada hipótesis nula o fondo de ruido (background en la figura). Esta predicción teórica tiene un error, por eso se dibujan en verde y amarillo las bandas de error para una y dos desviaciones típicas, es decir, al 68% y al 95% CL. La señal observada es la curva en negro continua, que puede presentar excesos (cuando esté por encima de línea discontinua) y defectos (cuando esté por debajo). La probabilidad de que estos excesos y defectos estén en la región verde es del 32% y de que alcancen la región amarilla es de solo el 5%. La existencia de una partícula (el Higgs) implica que la línea negra continua presente un exceso por encima de la línea roja y muy por encima de la línea punteada; además es necesario que alrededor de este exceso la línea continua se acerque a la línea discontinua, indicando que ambos lados no hay ninguna partícula.